Magnetische Superatome entdeckt

17. Juni 2009, 17:00
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    bild: image courtesy of ulises reveles, ph.d, vcu

    Magnetische Superatome: Zwei VCs8 (Vanadium und Caesium) und ein MnAu24(SH)18 (Mangan und Gold mit einer Außenhülle aus Schwefel und Wasserstoff)

Die Atom-Cluster könnten bei der Entwicklung molekularer elektronischer Geräte zum Einsatz kommen

Ein Forschungsteam hat ein "magnetisches Superatom" entdeckt, ein stabiler Cluster aus Atomen, der verschiedene Elemente des Periodensystems nachahmen kann. Eines Tages könnte das Superatom eingesetzt werden, um molekulare elektronische Geräte für die nächste Generation superschneller Computer zur kreieren, schreiben die Forscher im Journal "Nature Chemistry".

Eine Reihe theoretischer Studien zu den elektronischen und magnetischen Eigenschaften von Clustern hat die Physiker um Shiv Khanna von der Virginia Commonwealth University in den USA, dem Harish-Chandra Research Institute in Allahabad (Indien) und dem Naval Research Laboratory in Washington (USA) auf die Spur des Superatoms gebracht.

Atom-Cluster

Der neu entdeckte Cluster, bestehend aus einem Vanadiumatom (V) und acht Caesiumatomen (Cs), agiert wie ein winziger Magnet, der die magnetische Stärke eines einzelnen Manganatoms (Mn) nachahmen kann. Das Superatom hat ein magnetisches Moment (das ist das Maß für die Stärke einer magnetischen Quelle) von fünf Bohr'schen Magnetonen - das ist mehr als der doppelte Wert eines Eisenatoms in einem stabilen Eisenmagneten, gaben die Forscher bekannt. Ein Manganatom hat ein gleichartiges magnetisches Moment und eine geschlossene Elektronenhülle mit fester gebundenen Elektronen. Khanna zufolge kann der neue Cluster als Imitator eines Manganatoms gesehen werden.

"Ein wichtiges Ziel der Entdeckung war, eine stabile Kombination von Atomen zu finden. Die Verbindung von magnetischen und leitfähigen Eigenschaften war zudem wünschenswert. Caesium ist ein guter elektrischer Leiter und folglich vereint das Superatom die Vorteile magnetischer Eigenschaften mit der Leitfähigkeit der Außenhaut", so der Physiker.

Anwendungsbereiche

"Eine Kombination, wie wir sie hier geschaffen haben, kann zu bedeutenden Entwicklungen auf dem Gebiet der 'Molekularelektronik' führen", so Khanna - u.a. zur Herstellung winzigster elektrischer Schalter. Molekulare elektronische Geräte könnten zu zahlreichen Verbesserungen in der elektronischen Datenverarbeitung und -verwaltung führen.

Vorstudien des Forschungsteams zu Molekülen aus zwei solchen Superatomen haben den Angaben der Universität zufolge vielversprechende Beobachtungen ergeben, die im Bereich Spintronik zum Einsatz kommen könnten. Das relativ neue Forschungsgebiet nutzt das magnetische Moment des Elektrons zur Informationsdarstellung und -verarbeitung.

Aus der Verbindung von Gold und Mangan können zudem andere Superatome mit magnetischem Moment entstehen - jedoch ohne elektrische Leitfähigkeit. Diese sind aus Schutzgründen von Schwefel- und Wasserstoffatomen umgeben (s. Zeichnung links) und könnten dem Forschungsteam zufolge in der Biomedizin zum Einsatz kommen. (red)

Link
Virginia Commonwealth University: Scientists Discover Magnetic Superatoms

Abstract
Nature Chemistry: Designer magnetic superatoms

Kommentar posten
25 Postings
nestrus
01
18.6.2009, 15:11
"Superatom, ... das verschiedene Elemente des Periodensystems nachahmen kann."

Ist das jetzt der erste Schritt auf dem Weg zum Replikator? ;)

a grünes stricherl
 
00
18.6.2009, 17:59
wär doch was

h 90
00
18.6.2009, 14:41

Viel verstehe ich nicht.....

Florian K.1
06
17.6.2009, 22:54
superatom

ich war in chemie nie besonders gut aber superatom? ist eine verbindung von atomen wie in dem artikel beschrieben nicht einfach ein molekül? oder ist superatom eine neue definition? gibts das wirklich?

momodeluxe
00
18.6.2009, 14:27

http://de.wikipedia.org/wiki/Clus... r_(Physik)

ich rate einmal, daß der unterschied zw cluster und molekül darin liegt, daß es im molekül elektronenpaarbindungen gibt, im cluster jedoch nicht.

http://de.wikipedia.org/wiki/Kova... _Bindungen

die artikel klären das leider auch nicht.

steinibeini
 
00
18.6.2009, 17:27

Bei Metallen gibt es keine gemeinsamen bindenden Elektronenpaare; also auch keine Atombindung.

Harald Bruckner
00
19.6.2009, 12:10
Legierung?

Ist ein Cluster so etwas wie eine Legierung?
Wieso wird dann ein exaktes Verhältnis von Atomen angegeben, die ein magnetisches Gebilde abgeben?

Fred 01
00
18.6.2009, 14:24
Anhaeufung von Atomen

Cluster sind Ansammlungen von Atomen, die aufgrund des grossen Verhältnisses A/V, also Oberflache zu Volumen, Eigenschaften verschieden von Einzelatomen und Festkörpern zeigen. Sie sind also eher "Oberflaeche" als "Bulk".
Stabile Cluster, wie der im Artikel erwaehnte, können ganz sonderliche Eigenschaften aufweisen und sind damit fuer viele Gebiete der Physik (und ihren Kindern, den technischen Anwendungen) interessant.

Bodo Steinbrech
03
18.6.2009, 13:40
Im Artikel heist es, es seien Cluster

Das heist, die Atome sind nicht fix chemisch miteinander verbunden = kein Molekül

Ist dann eher wie eine Art Kristall.

Super und Atom dann deswegen, weil es über dem normalen Atomlevel liegt (eindeutig, es sind ja mehrere Atome dran beteiligt), aber doch EIN Atom simuliert.

Grummel
00
18.6.2009, 18:45

Grundsätzlich kristallisieren der Großteil unserer gebräuchlichen Elemente, auch die meisten Metalle liegen als Kristall vor. Cluster bedeutet nur, dass es noch zu wenige Atome sind um ihn mit Festkörperphysik beschreiben zu können.

Der Unkurze
00
18.6.2009, 14:02

klingt logisch.. besten dank :)

serotonin
00
18.6.2009, 13:33

Moleküle halten durch die "Atombindung" zusammen, von der es ein paar Varianten gibt (ionische, metallische ...). Atomcluster unterliegen nicht diesen Bindungstypen.

Nope
00
18.6.2009, 13:00
Physiker nennen sowas ein Superatom

und sobald es die Marketingabteilung in die Finger kriegt, wird es "Vorteilsmolekül" heißen...

Jim Kirk
00
18.6.2009, 10:37

Und in physik auch nicht?

m m 10
01
18.6.2009, 11:54
eine antwort...

...wäre angebrachter als phrasen zu dreschen...

Florian K.1
00
18.6.2009, 09:37
supermolekül

vielleicht würde supermolekül hier ja besser passen.

Grummel
00
18.6.2009, 09:28

Neues Molekül entdeckt würd sich wohl als Schlagzeile nicht so spektakulär anhören...

pirat2
 
27
17.6.2009, 23:52

Na ja, ich denke es ist so gemeint, dass man mit diesem Konstrukt verschiedene Elemente simulieren kann. Es hat also die Eigenschaften des jeweiligen Atoms. Daher: Superatom.

Monokausalweltverbesserergutmenschsimplifizierer
03
18.6.2009, 09:27

wieso ein Rotes Stricherl hier??
Und wo bleibt dann die Gegenerklärung?

Rotstrich-Forumstroll in da House?

Lucifer
05
18.6.2009, 11:23
Es war ein leidenschaftlicher Stricher;-)

Herr Josef meint.......
00
17.6.2009, 21:39
Nett

Klingt interessant.

so go
11
17.6.2009, 20:01
Molekularelektronik beschreibt eine Weiterentwicklung der Mikroelektronik, bei der die einzelnen Bauelemente durch Ausnutzung atomarer Wechselwirkungen in Molekülen realisiert werden.

sagt wiki

Frotzel
32
17.6.2009, 17:12
Davon bin ich wie magnetisiert!

Jaromir Edler von Eynhuf
21
18.6.2009, 07:35
Es gibet sicher welcherne, die electrisiret seyen !

Nick Tameer
10
18.6.2009, 20:22

Und halten dafür, dass Naturwissenschaft kein Peer Review plus Elektrifizierung sei?

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